Conductividad térmica

Conductividad térmica

1. MÉTODOS DE MEDICIÓN

   • Método de la placa caliente aislada
     • • Utilidad
         • Conductividad térmica de alimentos
           • Es más apropiado para especímenes secos homogéneos en forma de tabletas
             • Con líquidos de alta viscosidad (miel, geles y gelatinas)
       • Ecuaciones
         • • Donde: K = Conductividad térmica (W/m°C), q= Cantidad de flujo de calor aplicado (W), L= espesor del alimento (m), A= Área de transferencia de calor del alimento (m^2), ΔT= diferencia de temperatura del alimento (°C)
       • Desventajas
         • El tiempo prolongado de medición
           • Tiene aplicaciones muy limitadas en líquidos por el error debido a la convección
   • Método de Fitch
     • • Ecuaciones
         • • La transferencia de calor denotada por K que depende de
             • delta de temperatura entre placas
             • Masa del objeto
             • Cp
             • Área de transferencia
             • Longitud del alimento
       • Desventajas
         • Similares al de la placa aislada
         • Considerables pérdidas de calor
         • Distorsión de la muestra
         • Aislamiento extremo
     • Utilidad
       • Medir conductividad térmica en alimentos
         • Aplicable a nivel industrial
   • Métodos de las esferas concéntricas.
     • Ventajas
       • Se eliminan perdidas finales gracias a que el espécimen se encuentra totalmente encerrado.
     • Desventajas
       • Es necesario desarrollarse en un medio hermético y vacío
     • Muestra el modelo empleado para el análisis del proceso conductivo, sin generación interna de calor y con enfriamiento en los polos.
       • Ecuaciones
         • El flujo de calor es radial dentro de la esfera determinada por esta ecuacion
           • • Donde:
               • K=Conductividad Térmica
               • P=Potencia usada por la fuente de calor
               • r1= Radio del espécimen 1
               • T=Temperatura de alimento de la superficie a tiempo dado t1
               • T=Temperatura del alimento en la superficie de la superficie a un tiempo dado t2
               • r2= Radio del espécimen 2
         • Esta es la solución analítica para el campo de temperaturas en el ángulo esférico, mostrado en la figura 3.1, de la ecuación de conducción de calor unidimensional.
   • Método de los cilindros concéntricos
     • Muestra confinada en un cilindro de longitud infinita
     • Efectos finales despreciables
     • Calor transmitido directamente de la fuente
     • Se calcula de así:
       • k=-(P*Ln*(r2/r1))/(2*L*π*(T1-t2))
         • Donde:
           • r2=Radio del espécimen del cilindro 2; T1=Temperatura en un tiempo 1; T2=Temperatura en un tiempo 2; K=conductividad térmica; r1=Radio del espécimen del cilindro; P=Potencia de la fuente; L=Espesor del alimento
     • Desventajas
       • Debe estar en condiciones estables
         • No conviene a alimentos de alta humedad
           • Aplicación limitada en liquidos

2. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

   • Medidor de conductividad térmica con calentador delgado
     • Es un estándar relativamente nuevo (1998) que ofrece ofrece la posibilidad de realizar mediciones rápidas, en un rango de T amplio
     • Usos
       • Análisis térmico de plásticos; Materiales de interfaz eléctrica.
     • • Principio
         • Generar un campo térmico homogéneo con un flujo de calor conocido a través de las muestras
   • Sistema de medida de conductividad térmica controlador por PC
     • Es un medidor que sirve a base de sondas no estables
     • Medidas muy exactas
     • Usado en el análisis de
       • Sedimentos
       • Aceites
       • Cubrimientos térmicos
       • Polvos
     • • Principio
         • Fuente de luz transitoria, que mediante varias longitudes de onda mide la conductividad térmica del componente
   • Juego de agujas térmicas para medidas de resistividad / conductividad térmica
     • Mediciones rápidas
     • Mediciones de laboratorio
     • Mediciones de campo
     • Estado no estable

3. Bibliografía

   • [1]. Métodos de medición (s.f.). Conductividad térmica. Recuperado el día 24 de marzo de 2019 de: http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/1261/Capitulo5.pdf
     • [2]. Instrumentos de Medida, S.L (s.f.). Medidores de conductividad térmica. Recuperado el día 24 de marzo de 2019 de: http://idm-instrumentos.es/medidores-de-conductividad-termica/

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